Mengenal Transistor: Pengertian dan Jenis-Jenisnya
Pengertian Transistor
Transistor adalah sebuah peranti semikonduktor yang mempunyai berbagai macam peranan, seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator, dan lain sebagainya. Komponen ini adalah salah satu yang paling umum digunakan dalam rangkaian elektronika, ditemukan dalam beragam perangkat seperti televisi, komputer, ponsel, amplifier audio, pemutar audio dan video, konsol game, serta power supply, dan lain sebagainya.
Awalnya, transistor jenis Bipolar ditemukan oleh tiga fisikawan Amerika Serikat pada akhir tahun 1947, yaitu John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley. Temuan ini memungkinkan perangkat elektronik yang dahulu besar dapat dirancang menjadi lebih kecil dan portabel. Ketiganya menerima Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1956 karena penemuannya ini.
Meskipun demikian, seorang fisikawan Jerman bernama Julius Edgar Lilienfeld telah mematenkan jenis Field Effect Transistor di Kanada pada tahun 1925, tetapi temuannya tidak pernah dipublikasikan secara luas. Selain itu, Oskar Heil, seorang inventor Jerman, juga mendaftarkan paten yang hampir serupa di Eropa pada tahun 1932.
Seiring berjalannya waktu, transistor telah direkayasa dengan berbagai desain dan fitur unik terkait aliran arus dan pengendali. Ada jenis transistor yang memerlukan arus pada terminal Basis untuk mengaktifkan atau mematikannya, sementara yang lain hanya memerlukan tegangan.
Ada juga transistor yang membutuhkan arus kecil dan tegangan kecil untuk operasinya, sementara yang lain hanya memerlukan tegangan. Fitur lainnya termasuk kebutuhan akan tegangan positif atau negatif pada terminal Basis untuk mengaktifkan pengendali.
Jenis-Jenis Transistor
Secara umum, transistor dapat dibedakan menjadi dua kelompok besar: Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan (FET). Perbedaan utamanya terletak pada jenis bias yang digunakan: Transistor Bipolar memerlukan arus untuk mengendalikan terminalnya, sementara FET hanya memerlukan tegangan. Dalam operasinya, Transistor Bipolar menggunakan pembawa hole dan elektron, sedangkan FET hanya memerlukan salah satunya.
1. Bipolar Junction Transistor (BJT)
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.
- NPN: memiliki lapisan semikonduktor tipe-P diapit oleh dua lapisan tipe-N.
- PNP: memiliki lapisan semikonduktor tipe-N diapit oleh dua lapisan tipe-P.
2. Transistor Efek Medan (FET)
Transistor FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain).
Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input.
FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif.
Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mod
Junction Field-Effect Transistor (JFET)
Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET)
Transistor MOSFET, singkatan dari Metal Oxyde Semi Conductor atau Transistor efek medan, adalah jenis transistor yang bekerja dengan adanya modulasi dari medan listrik di dalam bahan semikonduktor. Antara FET dan MOSFET tidak ada perbedaan, hanya yang membedakan:
- Adanya lapisan S1O2 yang mambatasi gate dan channel.
- Arus listrik yang masuk sangat kecil sekali.
Unijunction Transistor (UJT)
UJT singkatan dari Unijunction Transistor, jenis ini umumnya sangat jarang digunakan terutama untuk transistor yang bekerja sebagai penguat. Jenis ini menyerupai jenis transistor lainnya, hanya pada transistor jenis ini mempunyai lambang yang agak berlainan. Biasanya jenis ini terdiri dari jenis PN UJT. Pada UJT mempunyai tiga kaki juga, hanya namanya Emitter dengan dua buah Basis, yaitu:
- Elektroda Basis Satu (Base One Electrode).
- Elektroda Basis Dua (Base Two Elektrode).
- Insulated-Gate Bipolar Transistor (IGBT): menggabungkan karakteristik BJT dan FET, cocok untuk aplikasi daya tinggi.
- Heterojunction Bipolar Transistor (HBT): menggunakan material semikonduktor berbeda pada lapisan BJT, menawarkan performa frekuensi tinggi.